Дослідники з Прітцкерівської школи молекулярної інженерії (PME) при університеті Чикаго вперше
Крім того, вони посилили заплутаний станчерез той же кабель. Спочатку вони використовували кабель, щоб заплутати два кубіта в кожному з двох вузлів, а потім переплутати їх з допомогою інших кубітів в вузлах.
Результати, опубліковані в журналі Nature, допоможуть зробити квантові обчислення більш здійсненними і закласти основу для майбутніх мереж квантової зв'язку.
«Розробка методів, що дозволяють передаватизаплутані стану, буде мати важливе значення для масштабування квантових обчислень », - підкреслив професор Ендрю Клеланд, який керував дослідженням.
Кубіти, або квантові біти - це основні одиниціквантової інформації. Використовуючи їх квантові властивості - наприклад, суперпозицію, і їх здатність зв'язуватися один з одним, вчені та інженери створюють квантові комп'ютери наступного покоління. Вони зможуть вирішувати раніше нерозв'язні проблеми.
Cleland Lab (Лабораторія професора Клеланда), використовує надпровідні кубіти, крихітні криогенні схеми, якими можна управляти електрично.
Щоб передати заплутані стану черезкомунікаційний кабель - надпровідний кабель довжиною один метр - дослідники створили експериментальну установку з трьома сверхпроводящими кубитами в кожному з двох вузлів. Вони підключили по одному кубітів в кожному вузлі до кабелю, а потім відправили квантові стану у вигляді мікрохвильових фотонів по кабелю з мінімальною втратою інформації. Тендітна природа квантових станів робить цей процес досить складним.
Лабораторія професора Ендрю Клланда відправила заплутані стану кубітів через кабель зв'язку, заклавши основу для майбутніх мереж квантової зв'язку. Надано: Cleland Lab.
Колишній науковий співробітник Лабораторії Клеланда,перший автор статті Юпенг Чжун, розробив систему, в якій весь процес передачі - від вузла до кабелю до вузла - займає всього кілька десятків наносекунд (наносекунд становить одну мільярдну частку секунди). Це дозволило їм посилати заплутані квантові стану з дуже невеликою втратою інформації.
Система також дозволила вченим «посилити»заплутаність кубітів. Вони використовували по одному кубітів в кожному вузлі і заплутали їх разом, по суті, відправивши полуфотон через кабель. Потім дослідники поширили цю заплутаність на інші кубіти в кожному вузлі. У підсумку, всі шість кубітів в двох вузлах були заплутані в єдиному глобально заплутаному стані.
В майбутньому квантові комп'ютери, ймовірно, будутьпобудовані з модулів, в яких сімейства заплутаних кубітів проводять обчислення. В кінцевому підсумку ці комп'ютери будуть побудовані з безлічі таких мережевих модулів. Цей процес подібний до того, як суперкомп'ютери сьогодні проводять паралельні обчислення на багатьох центральних процесорах, пов'язаних один з одним. Можливість віддалено заплутувати кубіти в різних модулях або вузлах - значний крок у реалізації таких модульних підходів.
Такі модулі повинні будуть відправляти один одному складні квантові стану, і останнє дослідження - великий крок до цього. Квантова мережу зв'язку також може скористатися цим досягненням.
Вчені сподіваються потім розширити свою систему до трьох вузлів, щоб створити тристоронню заплутаність.
Таким чином вони сподіваються показати, що надпровідні кубіти гратимуть життєздатну роль в майбутньому.
Читайте також
Фізики створили аналог чорної діри і підтвердили теорію Хокінга. До чого це призведе?
Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять
Вчені виявили межа швидкості в квантовому світі